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氫的液化是支撐氫氣大規(guī)模收集、儲存與運輸、應用的一種專業(yè)技術。歐洲、日本、美國等國家都有工業(yè)規(guī)模生產裝置，而國內仍舊以氣氫為主，且運輸壓力不超過20MPa。當前國內正大力倡導推廣氫燃料電池汽車，液氫這一可再生能源的市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
7月3日，2019高工氫電產業(yè)峰會在上海盛大舉行，在7月3日下午會議上，江蘇國富氫能技術裝備有限公司（下稱“國富氫能”）研究院院長魏蔚博士發(fā)表了“大規(guī)模液氫工廠的國產化開發(fā)與液氫市場發(fā)展趨勢”的主題演講。
演講伊始，魏蔚向與會人士分析了全球最主要的液氫市場——美國市場概況。中國想要從世界大國走向世界強國，目前階段最合適的對標國家就是美國。
美國作為全球最大、最成熟的液氫生產和應用地區(qū)，年消耗液氫超過10萬噸。從液氫應用領域來看，電子、化工、冶金等工業(yè)消耗液氫超過70% ，高端裝備制造業(yè)對液氫/超純氫的需求正在迅速增長。從液氫工廠建設情況來看，美國的液氫工廠全部是5噸/天以上的中大規(guī)模，并以10-30噸/天以上占據(jù)主流。近兩年，PRAX、AP、法液空在美國相繼新建的液氫工廠規(guī)模都在30噸/天及以上，預計2021年美國液氫產能將突破500噸/天。
液氫工廠的生產規(guī)模是決定液氫成本的關鍵。5噸/天及以下規(guī)模，液化能耗超過10kWh/kg；達到50噸/天時能耗可降低至6.4——7.4kWh/kg；擴大至150噸/天可降低至6kWh/kg。
而液氫包含投資成本和運營成本的總成本，當規(guī)模達到50噸/天以上氫液化規(guī)模時，單位總成本可降低至5噸/天規(guī)模的50%以下，而100噸的液化規(guī)模時單位總成本僅為5噸/天的35%。plugpower公司運營2萬輛燃料電池叉車和百余座加氫站的案例和產業(yè)鏈的經濟性表明，美國已經通過大規(guī)模化氫液化工廠和高效的儲運體系所建立的氫能基礎體系，實現(xiàn)了燃料電池商用車輛不依賴于補貼的市場化運營。
中國目前液氫的發(fā)展現(xiàn)狀，是以航天軍事應用為主體，正在圍繞燃料電池汽車產業(yè)開展民用液氫的探索，但仍然缺少大規(guī)模民用商業(yè)化液氫工廠的頂層規(guī)劃、示范項目和應用推廣，缺少液氫在電子工業(yè)、石油精煉和高端制造業(yè)的應用市場挖掘。而在未來中國燃料電池汽車發(fā)展方向，能夠向中、重型卡車等大功率長續(xù)航里程領域發(fā)展的重要前提，就是可以把氫燃料價格降低到與汽油和柴油相當，在2020年的氫燃料價格不超過40元/kg，在2030年的氫燃料價格不超過30元/kg。這一發(fā)展趨勢得以實現(xiàn)的路徑，是選擇合適的氫氣來源建設大規(guī)模液氫工廠，并通過45MPa超高壓氣態(tài)氫氣和-253℃液氫運輸相結合，降低運輸成本。在大規(guī)模液氫工廠和高效液氫儲運的基礎上，普及液氫儲氫型加氫站、液氫氣化站和充裝站，并結合液氫泵高效增壓，降低高壓充裝和燃料加注成本，推動深冷高壓儲氫等先進的技術發(fā)展。
江蘇國富氫能技術裝備有限公司聯(lián)合陳學東院士建立氫能院士工作站，回歸裝備制造業(yè)本質，以產業(yè)化推廣為導向，攻克氫能裝備“卡脖子”的核心關鍵技術，全面系統(tǒng)地對大規(guī)模氫液化裝置、液氫球罐、液氫儲運容器與高壓、液氫加氫基礎設施成套枝術以及氫膨脹機等關鍵設備等進行深入研究與開發(fā)應用。公司的液氫儲運容器企業(yè)標準已制訂，國家市場管理局指定的技術評審已經開始，正在試制加氫站和液氫工廠用儲運容器；引進俄羅斯氫液化工藝包，從8.5-10噸/天規(guī)模做起，向30噸/天目標提升，逐步建設日產百噸級液氫工廠。
中國發(fā)展燃料電池汽車的痛點就在于加氫站基礎設施匱乏、氫氣運輸成本居高不下、卸車升壓能耗高等。在液氫產業(yè)鏈尚未建立之前，通過45MPa《鋁內膽碳纖維全纏繞高壓儲氫氣瓶》企業(yè)標準評審備案，建造高壓氫氣集裝格，可直接作為加氫站蓄能器使用，減少了壓縮機運行時間，同時減少了站用蓄能器的數(shù)量；同時聯(lián)合國機通用機械公司開發(fā)45MPa高壓氫氣集裝運輸半掛車，相比傳統(tǒng)20MPa鋼制長管拖車，儲氫密度提高70%，裝備自重降低40%，運輸成本降低50%，氫氣運輸效率大幅提升。目前該產品正在市場推廣中。
氫能產業(yè)的發(fā)展任重道遠，要有水滴石穿的堅韌精神，持續(xù)創(chuàng)新才有國富，生生不息方為氫能。正如習近平主席給當下正在召開的2019世界新能源汽車大會賀信中所強調：加速推進新能源汽車科技創(chuàng)新和相關產業(yè)發(fā)展，為建設清潔美麗世界、推動構建人類命運共同體做出更大貢獻。
來源：高工氫燃料電池
